Курсовая работа: Радиолокационное устройство предупреждения аварийных ситуаций при движении по трассе

Такая рекомендация — держи дистанцию в метрах, равную половине скорости в километрах, удобна для запоминания и обеспечивает безопасность. Просто держаться подальше нельзя — чем больше дистанция между автомобилями, тем меньше пропускная способность дороги.

Итак, дистанция безопасности равна половине скорости. Однако это положение справедливо для однотипных машин с тормозами одинаковой эффективности. А если за «Москвичом-408» следует тяжелый грузовик, например МАЗ-500, у которого замедление меньше — всего 4,2 м/сек² ? Кстати, у него еще и время срабатывания привода больше. Поэтому водитель грузовика, двигаясь за легковой машиной, должен увеличить «половинную» дистанцию. Ее должен увеличить и водитель однотипного вида транспорта, который в пути обнаружил, что его тормоза имеют пониженную эффективность.

Таким образом, для получения информации о находящимся впереди препятствии, необходимо применять устройство, способное определять скорость сближения и дистанцию до помехи. В качестве такого прибора можно использовать лазерные, ультразвуковые или радарные установки. Однако, лазерные приборы очень дороги и требовательны при эксплуатации, а точность и дальность их работы зависит от погодных условий. Так же практическая установка подобного устройства вызовет ряд проблем. Следует учесть, что на дороге постоянно есть какая-то грязь, которая будет забивать лазерный прибор, поэтому его установка возможна только в салоне, что тоже вызовет некоторые неудобства. Использование ультразвуковых приборов не возможно из-за небольшой дальность действия (в лучшем случае до 50 метров).

Таким образом, остановим наш выбор на радиолокационном приборе измерения скорости и дальности до помехи.

Также для анализа полученных от радара данных необходимо микропроцессорное устройство. Оно будет сравнивать значения с радара с критическими данными, и в случае их превышения подавать сигнал на звуковое устройство. Кроме того, в системе будут использованы элемент ввода, для выбора состояния дорожного покрытия и индикаторная панель для отображения дистанции до препятствия и подачи светового сигнала.

3 Составление структурной схемы

На основании рассмотренных выше требований можно составить структурную схему системы, блок-схему которой можно видеть на рисунке 1.

Рисунок 1

4 Выбор элементной базы

4.1 Выбор радара

Радары, применяемые в аналогичных импортных приборах в основе своей используют эффект Доплера. Рассмотрим теорию этого явления.

Эффект Доплера – это зависимость частоты от скорости источника или наблюдателя. После того, как было доказано, что эффекту Доплера подвержены все волновые процессы, в том числе и свет, стал вопрос: нельзя ли с его помощью определить абсолютную скорость относительно эфира. Теория относительности однозначно ответила, что нет, поскольку нельзя отличить, кто движется – источник или наблюдатель, так как результат в обеих случаях получается одинаковым. Напишем эти формулы:

Наблюдатель движется к источнику:

f = f₀ (1+B)/U, B = v/c, U = (1)

От источника:

f = f₀ (1-B)/U (2)

В перпендикулярном направлении:

f = f₀ /U (3)

Источник движется к наблюдателю:

f = f₀ U/(1-B) (4)

От наблюдателя:

f = f₀ U/(1+B) (5)

В перпендикулярном направлении:

f = f₀ U (6)

Эйнштейн ввёл в традиционные формулы эффекта Доплера коэффициент замедления времени U. В результате, формулы для наблюдателя и источника стали идентичными.

Действительно, формулы 1 и 4, после раскрытия получаются одинаковыми.

Его теория предсказала наличие поперечного эффекта Доплера, который был вскоре обнаружен в эксперименте и существование которого в классическом варианте не могло быть.

У.И. Франкфурт и А.М. Френк в книге «Оптика движущихся тел» отразили только внешнюю сторону эффекта Доплера, показав идентичность формул 1 и 4, не затрагивая внутренних механизмов излучения и приёма. А ведь источник и наблюдатель могут меняться местами. Источника и наблюдателя следует рассматривать как отдельные инерциальные системы, внутри которых действуют свои законы.

Скорость света в физике определяется как произведение частоты на длину волны: